Teraflop 73 - Novembre - cesca

mers cíclics de diverses unitats
de α-D-glucopiranosa α(1→4)
enllaçades, es coneixen en la química del
midó des de 1891. Les més freqüents es
denominen α-, β- i γ-CyD segons el nombre
d’unitats de glucosa (sis, set o vuit,
respectivament) que componen la paret
del macrocicle torodal. Aquesta forma
poc comuna defineix dues regions espacials,
una externa hidrofílica i una cavitat
hidrofòbica.
El gran nombre d’àtoms (al voltant
de 150-200) que les componen imposa
l’ús de mètodes de càlcul basats en la
mecànica clàssica (mecànica molecular)
per estudiar les seves estructures amb
un preu i velocitat raonables. La majoria
de camps de forces existents reprodueixen
correctament les principals característiques
geomètriques de les CyD.
Cap
Carles Jaime
Integrants
I. Maestre, M. de Federico, P. Ivanov, M.
Palomino i K. Burusco
Període
1995-2003
Nombre de publicacions
28
Hores usades (1%)
CPQ: 7.459 h
N/V: 12.524 h
Altres: 945 h
• “Molecular Recognition by beta Cyclodextrin
Derivatives: FEP vs MM/PBSA Study”. Comb.
Chem. High Throughput Screening, Vol. 4,
2001, p. 605-611.
• “Molecular Recognition by beta-Cyclodextrin
Derivatives: Molecular Dynamics, Free
Energy Perturbation and Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann
Surface Area Goals
PUBLICACIONS Les ciclodextrines (CyDs), oligò-
Modelització biomolecular
Dinàmica molecular dels complexos
d’inclusió
“Algunes ciclodextrines modificades s’autoassocien formant dímers”
L’ús principal de les CyD cau dins
la química supramolecular. Formen complexos
d’inclusió amb una gran varietat
de molècules (majoritàriament orgàniques).
Els complexos d’inclusió són associacions
moleculars en les quals un component
inclou una altra molècula sense
patir deformacions importants en la seva
estructura i sense existir enllaços covalents
entre ells. Aquests complexos tenen
diverses aplicacions que van des de la
modificació de les propietats fisicoquímiques
dels substrats a canvis en la seva
activitat química. Malgrat totes les seves
aplicacions, no sembla haver-hi un únic
motiu que justifiqui la seva formació. Entre
els més generalment acceptats estan:
les interaccions de Van der Waals, la formació
d’enllaços d’hidrogen, l’expulsió
de les molècules d’aigua de l’interior de
la cavitat i la hidrofobicitat.
Tres punts són importants en l’estudi
de les associacions supramoleculars:
l’estequiometria, la constant de formació
i l’arquitectura molecular o estructura tridimensional.
Els dos primers poden ser, i
de fet ho són, estudiats per diverses tècniques
experimentals com ara l’RMN. És
en el tercer on la modelització molecular
és més emprada.
Els càlculs de dinàmica molecular
ens ofereixen una oportunitat extraordinària:
cobrir totes les possibilitats
en un únic treball. Clarament, la combinació
de tècniques experimentals (com
ara l’RMN que ens permet concloure
and Problems”. Theor. Chem. Acc., Vol. 108,
2002, p. 286-292.
• “Structure and Thermodynamics of alfa-,
beta- and gamma-Cyclodextrin Dimers. Molecular
Dynamics Studies of the Solvent Effect
and Free Binding Energies”. J. Org. Chem.,
Vol. 67, 2002, p. 8602-8609.
• “Computational Studies on Pseudorotaxa-
Estructura intermitja obtinguda per dinàmica molecular
(3 ns, programa AMBER) per a l’associació
de dues beta-ciclodextrines modificades.
l’existència de la inclusió) amb els càlculs
teòrics és una eina molt poderosa
en l’estudi d’aquests complexos, tant pel
que fa a l’aspecte estructural com pel
que fa a la comprensió de les forces
conductores del procés d’inclusió. ■
nes by Molecular Dynamics and Free Energy
Perturbation Simulations”, J. Org. Chem., Vol.
68, 2003, p. 1539-1546.
• “Shuttling Process in [2]Rotaxanes. Modeling
by Molecular Dynamics and Free Energy
Perturbation Simulations”. J. Phys. Chem. B,
Vol. 107, 2003, p. 7582-7588.